第三章聚酰胺

概述1.1聚酰胺的定义聚酰胺(oolyamide,PA，)通常成为尼龙（Nylon）它是在聚合物大分子链中含有重复解构单元先按基团的聚合物总称，主要由二元酸与二元胺或氨基酸内酰胺经缩聚或自聚而得，是开发最早、使用量最大的热塑性工程材料。

它是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。

20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。

聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基，用作塑料时称尼龙，用作合成纤维时我们称为锦纶，聚酰胺可由二元胺和二元酸制取，也可以用ω-氨基酸或环内酰胺来合成。

根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同，可制得多种不同的聚酰胺，目前聚酰胺品种多达几十种，其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最广泛。

1.2聚酰胺（PA）的发展简史1.3聚酰胺6/66（PA6/66）、结构及性能结构PA6和PA66实质上是异构体，PA6和PA66化学结构式分别为：、两者具有相同的分子式(C6H11ON)n，他们之间的主要区别在于聚合物长链中氨基的空间位置和方向不同。

由下图可知，在PA66中，碳酰氨基团沿聚合物长链交错排列，其空间位置呈现“6—4—6—4”重复排列模式，这样每个官能团都恩那个在没有分子变形的情况下形成氢键，而在PA6中，所有氨基被5个亚甲基单元隔开，两个碳酰胺基团仅形成一个氢键。

正因为这种不同的分子结构导致了聚合物性能上的差异。

PA66的熔点比PA6高，而吸水性比PA6低，熔融温度和结晶行为也有所不同。

性能PA6树脂为半透明或步透明的乳白结晶形聚合物，具有优良的弹性、强度、耐磨、耐冲击、耐化学腐蚀、耐油性，熔点高、摩擦系数小、自润滑性好、延伸率高、易于加工且生产成本低。

PA66的性能及应用与PA6相仿，它比PA6熔点高、耐热优良，弹性模量较高，吸水率低于PA6。

表为PA6和PA66基本性能。

表为PA6和PA66性能特点。

聚酰胺简介（3）7．5．7 PA纳米复合材料纳米复合材料(NC)是指分散相尺度至少有一维小于l00nm的复合材料，由于纳米分散相大的比表面积和强的界面相互作用，NC表现出不同于一般宏观复合材料的力学、热学、电、磁和光学性能，成为新一代复合材料。

世界上第一次制备的聚合物基NC于1987年由日本丰田中央研究院的0kada公开报道，他采用插层聚合法制备了尼龙6／黏土NC，黏土是具有层状结构的硅酸盐，当它与聚合物以纳米尺度相复合时，由于纳米级相分散、强界面相互作用以及独特的结构和形态，使得聚合物／黏土NC具有常规聚合物／无机填料体系所不具备的一系列优异的性能，如高强度、高模量、高硬度，优异的阻隔、阻燃、表面光洁等性能，加之黏土含量低(一般<10％)，不会改变聚合物流动性和加工性。

因此，聚合物／黏土NC成为目前研究最多、最具工业化前景的新一代高性能聚合物基复合材料，在世界范围内得到了广泛的重视，国外发达国家和著名公司纷纷投入极大人力和物力开展聚合物基NC的研制开发，已取得明显进展，已有产品问世。

到目前为止，聚合物基纳米复合材料研究最多的仍是聚酰胺／蒙脱土纳米复合材料。

中科院化学所在国内率先开展了尼龙／黏土NC的研究制备，l994年报道了尼龙6／蒙脱土NC，并发明了"一步"法制备尼龙6／蒙脱土NC，目前正进行推广应用。

7．5．7．1黏土结构和改性聚合物／黏土NC中使用较多的是黏土，黏土为层状2：1型硅酸盐，如钠蒙脱土(S0-diummontmorillonite)、锂蒙脱土(hectorite)和海泡石(sepiolite)等。

蒙脱土(MMT)是研究最多的一种。

其基本结构单元是由一层铝氧八面体夹在两层硅氧四面体之间靠共用氧原子而形成的层状结构，层内原子以强的共价键结合为主，而层之间则以弱的范德华力或静电引力相互作用为主，每个结构单元厚约为lnm、长宽均为100nm的片层，层间有可交换的Na+、Ca2_、M92+等阳离子。

聚酰胺（PA）物料性能模具设计制造商及品牌发展历史1. 1889年Gariel和Maass两人¬渐b实验室合成出聚酰胺。

2. 1939年美国DuPont公司实现PA66工业化生产，商品名Zytel（初期为Nylon）。

3. 1941年美国DuPont公司发明了PA610并实现工业化。

4. 1937年德国IG法本（Farben）公司（现BASF的联营公司）的P.Schlack发明了PA6，于1942年实现工业化生产。

5. 1958年中国赛璐璐以蓖麻油为原料开发出PA1010，1961年实现工业化。

6. 1963年德国Huls开始生产PA12，于1966年工业化。

7. 1984年荷兰DSM成功开发PA46，于1990年实现工业化。

物料性能结构式：（PA6和PA66）是一种半结晶性热可塑性工程塑料。

尼龙是大分子主链重复单元中含有酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。

尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5 3万。

尼龙中的主要品种是PA6和PA66，占绝对主导地位；其次是PA11、PA12、PA610、PA612，另外还有PA1010、PA46、PA7、PA9、PA13。

新品种有PA6T、PA9T、特殊尼龙MXD6（阻隔性树脂）等；改性品种包括：增强尼龙、单体浇铸尼龙（MC尼龙）、反应注射成型（RIM）尼龙、芳香族尼龙、透明尼龙、高抗冲（超韧）尼龙、电镀尼龙、导电尼龙、阻燃尼龙、尼龙与其它聚合物共混物和合金等。

1. 一般性能：尼龙具有很好的综合性能：耐磨，坚韧，轻量，耐化学药品，耐热，耐寒，易成型，自润滑，无毒，易着色。

尼龙制品在使用时应该注意热膨胀和吸水性所导致的精度误差；耐酸性差；耐旋光性差；经过玻纤增强后可以提高刚性，耐磨性和强度。

尼龙最大的特性是韧性好，而且随着分子量的增加而增加。

尼龙中PA66的硬度、刚性最高，但韧性最差。

各种尼龙按韧性大小排序为：PA66＜PA66/6＜PA6＜PA610＜PA11＜PA12。